制造業(yè)是什么？制造業(yè)是指將制造資源轉(zhuǎn)化為可供人們使用的工具、工業(yè)品與生活消費產(chǎn)品的行業(yè)，制造業(yè)比重是衡量一國工業(yè)水平的重要指標。

　　從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0，制造業(yè)的發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展水平相輔相成，也與個人的生活息息相關(guān)。業(yè)界將20世紀末期的互聯(lián)網(wǎng)革命算作工業(yè)4.0（智能化時代）的起始階段，制造企業(yè)也紛紛向工業(yè)4.0的目標邁進。如何判定制造企業(yè)是否進入工業(yè)4.0？在廣東工業(yè)大學(xué)楊祖元教授看來，其中的的重要標志之一是實現(xiàn)“智能生產(chǎn)”和“智能工廠”。本期，就讓我們在楊教授的解讀中，一起探索制造業(yè)未來發(fā)展的核心技術(shù)，體察智能制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　智能制造的核心技術(shù)

　　2015年，在德國正式推出工業(yè)4.0戰(zhàn)略兩年之后，中國結(jié)合制造業(yè)國情，提出我國要“把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。”如何發(fā)展智能制造？就當前形式而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)無疑是其中的重要趨勢。

　　在楊教授看來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造體系的基石，而圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則是提升智能制造發(fā)展水平的核心技術(shù)。

　　對于制造業(yè)而言，智能制造的良性發(fā)展能極大地提升制造效率，顯著降低制造成本，在新產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)、質(zhì)量管理等方面起到引領(lǐng)作用。智能制造在未來的發(fā)展將溢出制造業(yè)本身，不僅限于提升制造的效率，還有望打通從原材料到產(chǎn)品制造到銷售等整個產(chǎn)業(yè)鏈和服務(wù)鏈。

　　在此過程中，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以高效、標準的方法實時進行信息采集、自動識別，并將信息傳輸?shù)椒治鰶Q策系統(tǒng)；然后通過面向產(chǎn)品全生命周期的海量異構(gòu)信息的挖掘提煉、計算分析、推理預(yù)測，形成優(yōu)化制造過程的決策指令；最后根據(jù)決策指令，利用執(zhí)行系統(tǒng)控制制造過程狀態(tài)，實現(xiàn)穩(wěn)定、安全的運行和動態(tài)調(diào)整。將整個過程搭建成從實時感知?優(yōu)化決策?動態(tài)執(zhí)行的良性循環(huán)。

　　制造企業(yè)進行智能制造轉(zhuǎn)型升級的過程，即為將信息技術(shù)引入其傳統(tǒng)制造工廠，通過大數(shù)據(jù)和虛擬化等工具增強其產(chǎn)品的柔性，實現(xiàn)創(chuàng)新/質(zhì)量和成本/速度相融合的新型生產(chǎn)制造模式的變革。

　　工業(yè)4.0是以強大的制造業(yè)為基礎(chǔ)，利用信息技術(shù)等手段“自下而上”改造制造業(yè)。

　　大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實踐

　　進行大數(shù)據(jù)分析的主要目的是為了提取知識。在制造業(yè)中，大數(shù)據(jù)分析的表現(xiàn)形式通常是為了獲得產(chǎn)品狀態(tài)（故障和等級）與參數(shù)設(shè)置之間的關(guān)系，根據(jù)數(shù)據(jù)特征信息之間的耦合關(guān)系提出影響產(chǎn)品狀態(tài)的因素的挖掘方法。

　　以其中的智能檢測為例。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中，很大一部分數(shù)據(jù)的來源是通過“視覺”，視覺數(shù)據(jù)能占整體的90%以上，而不同的攝像頭采集的數(shù)據(jù)往往千差萬別。這就導(dǎo)致智能檢測的過程，通常情況下要從機型繁多、工藝各異、數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)湖中，分析總結(jié)歷史數(shù)據(jù)，以及不同模態(tài)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，從而完成智能化檢測。智能檢測需要制造和檢測相互協(xié)作，產(chǎn)生新的知識，讓整個智能化流程自動運行。

　　在制造過程中，信息的載體和數(shù)據(jù)的感知很難把握。從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系中采集的大量數(shù)據(jù)可能是無效的，當事人無法事先知道采集的數(shù)據(jù)中具體都有哪些數(shù)據(jù)。因此，與大數(shù)據(jù)分析相關(guān)的技術(shù)在整個智能制造的構(gòu)建過程中就顯得尤為重要。

　　如何發(fā)展智能制造

　　在楊教授看來，數(shù)據(jù)是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要因素之一，它決定著產(chǎn)業(yè)由制造向“智造”轉(zhuǎn)化的過程。由此，他提出了發(fā)展智能制造的三項關(guān)鍵技術(shù)：

　　1）發(fā)展感知技術(shù)，提升數(shù)據(jù)化程度，用機器能認識的數(shù)據(jù)來進行信息表達和傳遞；

　　2）開發(fā)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，從海量數(shù)據(jù)中獲取有用的信息，指導(dǎo)制造業(yè)的智能化實施過程；

　　3）構(gòu)建各級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在注重安全隱私的情況下打破數(shù)據(jù)孤島，讓數(shù)據(jù)流動起來，參與智能決策。

　　“大學(xué)院所、科研機構(gòu)的優(yōu)勢在于了解和追蹤國內(nèi)外最新的智能化方法和成果，可以通過與智能制造對口企業(yè)定向合作，及時向企業(yè)傳播新的知識。特別是智能制造所涉及的多領(lǐng)域協(xié)作技術(shù)，比如以科研團隊的形式與企業(yè)深度合作研發(fā)，為制造過程提供前瞻性技術(shù)咨詢，降低試錯成本等。”

　　作為為社會培養(yǎng)工業(yè)人才的學(xué)者，楊教授也從產(chǎn)學(xué)研的角度分享了自己的看法。

　　在他看來，這種優(yōu)勢目前在國內(nèi)并沒有被充分體現(xiàn)，大學(xué)院所、科研機構(gòu)豐富的人力資源在智能化發(fā)展方面大有可為，但他們離實際的產(chǎn)品制造有較大距離，且缺乏了解制造過程的途徑。希望未來這些資源能有望與擔(dān)任制造工作的企業(yè)深度融合，進一步提高我國制造業(yè)智能制造水平。

　　談到我國制造業(yè)整體的發(fā)展，楊教授表示珠三角制造業(yè)發(fā)達，能生產(chǎn)豐富的產(chǎn)品，但智能化水平差強人意，是轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。以服裝行業(yè)為例，上萬家工廠中許多廠房還是手工作坊，機器化、自動化水平尚有待提升，智能化更是距離甚遠。在推進智能制造發(fā)展的過程中，珠三角面臨著各行業(yè)內(nèi)集成化程度不高，小型工廠居多，行業(yè)間聯(lián)絡(luò)方式缺乏等困境。這導(dǎo)致生產(chǎn)、供需等數(shù)據(jù)難以獲取，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴重，極大制約著制造業(yè)整體智能化水平發(fā)展。但不可輕易忽視的是，珠三角同時也擁有制造業(yè)整體規(guī)模大，供應(yīng)鏈較為齊全的優(yōu)勢，為智能化程度的提升提供了廣闊前景。

　　面對這樣的現(xiàn)狀，楊教授給出了抱團發(fā)展，積極加入由高校牽頭或政府主導(dǎo)或自發(fā)成立的行業(yè)協(xié)會的建議。制造企業(yè)可以從協(xié)會動態(tài)獲取企業(yè)競爭力的相對水平，及時評估自身的技術(shù)發(fā)展程度，與同行互補性掌握各自的核心技術(shù)，提升產(chǎn)品的差異化價值，避免同質(zhì)化、內(nèi)卷式競爭。圍繞“專精特新”“燈塔工廠”等目標不斷提升企業(yè)的能力。

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